[發(fā)明專利]一種礦用電機車交流變頻調(diào)速器及其控制方法

在審

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• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN103973199A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧永紅;黃成玉;張全柱;馬紅梅
• 申請（專利權(quán)）人: 華北科技學(xué)院
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06
• 代理公司: 合肥順超知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 周發(fā)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種礦用電機車交流變頻調(diào)速器及其控制方法。

背景技術(shù)

礦用軌道電機車是工礦企業(yè)的一個傳統(tǒng)設(shè)備，按照牽引供電的方式不同可分為：架線電機車、蓄電池電瓶電機車；按照牽引力大小可分為：5t、8t、12t、20t、24t等系列電機車；按照調(diào)速方式的不同可分為：直流牽引電機串電阻調(diào)速，直流牽引電機斬波調(diào)速，交流牽引電機變頻調(diào)速。從技術(shù)發(fā)展的趨勢來看：架線車與蓄電池電瓶車會并行發(fā)展，而且以大噸位(12t、20t)的蓄電池電瓶車占主導(dǎo)；直流斬波調(diào)速將取代傳統(tǒng)的串電阻調(diào)速；交流牽引電機變頻調(diào)速將取代直流牽引電機調(diào)速。交流牽引電機車與直流牽引電機車相比較，具有體積小、重量輕，可靠性高、維護(hù)量小，無滑環(huán)和換相器，易于安全防爆等優(yōu)點，同時交流調(diào)速的變頻調(diào)速具有明顯的節(jié)能效果，耗能和發(fā)熱量都明顯減少。交流牽引電機車取代直流牽引電機車，用先進(jìn)的交流變頻調(diào)速技術(shù)取代傳統(tǒng)的直流串阻和斬波調(diào)速技術(shù)是礦用電機車發(fā)展的必然趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種主要器件IGBT不易損壞，壽命長，耐高溫，溫升較低，穩(wěn)定可靠工作的礦用電機車交流變頻調(diào)速器及其控制方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種礦用電機車交流變頻調(diào)速器，包括主電路、控制系統(tǒng)、檢測電路三個組成部分，其特征在于，所述主電路主要由直流電壓源、充電回路、濾波支撐電容、三相逆變器單元、三相交流異步牽引電機組成；所述控制系統(tǒng)主要由單片機控制電路、光纖板及電源模塊電路、驅(qū)動電路、液晶顯示及給定操作模塊組成；所述檢測電路主要由電壓傳感器及檢測模塊、電流傳感器及檢測模塊、溫度傳感器及檢測模塊、電機轉(zhuǎn)速傳感器及檢測模塊組成；所述的充電回路輸入側(cè)有充電電阻。

優(yōu)選的，所述直流電壓源是鉛酸蓄電池組，所述的濾波支撐電容由2個10000μF/400V鋁電解電容器并聯(lián)組成。

優(yōu)選的，所述直流電壓源是架空線直流電壓源，所述的濾波支撐電容由8個10000μF/400V鋁電解電容器2串4并組成。

一種礦用電機車交流變頻調(diào)速器的控制方法，其特征在于，由鉛酸蓄電池組提供直流電壓，通過三相逆變器單元輸出頻率可調(diào)的三相交流電，驅(qū)動兩臺三相交流異步牽引電機，司控臺發(fā)出啟動或停止命令，轉(zhuǎn)速檔位切換或者多段速給定，檢測電路處理和檢測交流輸出電流，輸入直流電壓，散熱器溫度，電機實際轉(zhuǎn)速，并把相關(guān)狀態(tài)信息送給牽引逆變器處理，計算出牽引逆變器每個開關(guān)管的導(dǎo)通時間，輸出三相SVPWM波，經(jīng)過驅(qū)動電路，驅(qū)動IGBT開關(guān)管。

優(yōu)選的，所述的IGBT的額定電壓為600V，額定電流為600A，型號為FF600R06ME3。

一種礦用電機車交流變頻調(diào)速器的控制方法，其特征在于，由架空線直流電壓源提供直流電壓，通過三相逆變器單元輸出頻率可調(diào)的三相交流電，驅(qū)動兩臺三相交流異步牽引電機，司控臺發(fā)出啟動或停止命令，轉(zhuǎn)速檔位切換或者多段速給定，檢測電路處理和檢測交流輸出電流，輸入直流電壓，散熱器溫度，電機實際轉(zhuǎn)速，并把相關(guān)狀態(tài)信息送給牽引逆變器處理，計算出牽引逆變器每個開關(guān)管的導(dǎo)通時間，輸出三相SVPWM波，經(jīng)過驅(qū)動電路，驅(qū)動IGBT開關(guān)管。

優(yōu)選的，所述的IGBT的額定電壓為1200V，額定電流為600A，型號為FF600R06ME3。

本發(fā)明的有益效果是：壽命長，耐高溫，溫升較低，工作穩(wěn)定可靠，主要器件IGBT不易損壞，功耗小。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。

圖1為本發(fā)明的內(nèi)部控制框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。

實施例一：

一種礦用電機車交流變頻調(diào)速器，包括主電路、控制系統(tǒng)、檢測電路三個組成部分，主電路主要由鉛酸蓄電池組、充電回路、濾波支撐電容、三相逆變器單元、三相交流異步牽引電機組成；控制系統(tǒng)主要由單片機控制電路、光纖板及電源模塊電路、驅(qū)動電路、液晶顯示及給定操作模塊組成；檢測電路主要由電壓傳感器及檢測模塊、電流傳感器及檢測模塊、溫度傳感器及檢測模塊、電機轉(zhuǎn)速傳感器及檢測模塊組成；充電回路輸入側(cè)有充電電阻；濾波支撐電容由2個10000μF/400V鋁電解電容器并聯(lián)組成。